สถาบันกลศาสตร์เชิงแสงแห่งซีอาน (XIOE) สร้างความก้าวหน้าในการวิจัยการจับการสื่อสารด้วยเลเซอร์อวกาศและการสร้างห่วงโซ่

เมื่อเร็วๆ นี้ Key Laboratory of Space Precision Measuring Technology (KLSPMT) ของ Chinese Academy of Sciences (CAS) ได้สร้างความก้าวหน้าครั้งใหม่ในการจัดหาการสื่อสารด้วยเลเซอร์อวกาศและการสร้างห่วงโซ่ และประสบความสำเร็จในการตรวจสอบความถูกต้องในวงโคจร รวมถึงผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องด้วย ได้รับการเผยแพร่ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2566 ภายใต้ชื่อการสาธิตการสื่อสารด้วยแสงในอวกาศบนวงโคจรด้วยเวลาการได้มา 22 วินาที ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2566 ใน Optics Letters ซึ่งเป็นวารสารของ Optical Society of America ภายใต้ชื่อ On-orbit Space Optical Communication Demonstration with 22s Acquisition Time ผู้เขียนร่วมคนแรกของบทความนี้คือ Xuan Wang และ Junfeng Han ผู้ช่วยวิจัยพิเศษของ Optics Tracking Laboratory และผู้เขียนที่เกี่ยวข้องคือ Zhiyuan Chang

รูปที่ 1 แผนผังของการทดลองการสื่อสารด้วยเลเซอร์ระหว่างดวงดาวในวงโคจรเดียวกัน
เครือข่ายลิงค์เลเซอร์อวกาศเป็นเงื่อนไขพื้นฐานสำหรับการสื่อสารด้วยเลเซอร์อวกาศ และวิธีการจับภาพและสร้างลิงค์อย่างรวดเร็วและเสถียรในเวลาอันสั้นเป็นกุญแจสู่ความสำเร็จของเครือข่าย ดังนั้นการจับภาพลำแสงช่วงกว้างที่รวดเร็วและ การติดตามลำแสงที่มีแบนด์วิธสูงและมีความแม่นยำสูงที่เสถียรได้กลายเป็นจุดสำคัญของเทคโนโลยีหลัก โดยทั่วไป เทอร์มินัลการสื่อสารด้วยเลเซอร์มักจะต้องใช้เวลามากในการทำงานสอบเทียบโคแอกเชียลในวงโคจรให้เสร็จสิ้นตั้งแต่ระยะแรกของการเข้าสู่วงโคจร ข้อผิดพลาดในการกำหนดทัศนคติของแพลตฟอร์มดาวเทียม ข้อผิดพลาดของวงโคจร การเสียรูปของโครงสร้างที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม และสาเหตุอื่นๆ จะนำไปสู่สนามความไม่แน่นอนขนาดใหญ่ (FOU) ซึ่งเพิ่มความยากในการจับภาพ และส่วนโค้งขนาดเล็กหลายสิบจุดของมุมการเบี่ยงเบนของลำแสง ทำให้การจับแบบสองทิศทางในวงโคจรยุ่งยากมาก
เพื่อให้การจับลิงค์การสื่อสารด้วยเลเซอร์ในวงโคจรเสร็จสมบูรณ์เร็วขึ้น ทีมวิจัยเสนอวิธีการปรับให้เหมาะสมอย่างรวดเร็วในวงโคจรโดยใช้พารามิเตอร์เมทริกซ์การติดตั้งของเครื่องกระตุ้นความไวแสงดาวที่เทอร์มินัลการสื่อสารด้วยเลเซอร์ วิธีนี้สามารถลดข้อผิดพลาดของตำแหน่งการติดตั้งแกนแสงและกลไกการปรับความแม่นยำของเทอร์มินัลการสื่อสารด้วยเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากการปล่อยความเครียดของดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจร ด้วยการแก้ไขพารามิเตอร์เมทริกซ์การติดตั้งอย่างเชี่ยวชาญ ความแม่นยำในการชี้เริ่มต้นของเทอร์มินัลการสื่อสารด้วยเลเซอร์สามารถได้รับการปรับปรุงอย่างมาก และลดช่วงของสนามความไม่แน่นอนลงได้ เพื่อปรับปรุงความน่าจะเป็นในการจับภาพการสแกนของเทอร์มินัลการสื่อสารด้วยเลเซอร์ในวงโคจรและลดการจับ เวลา.

รูปที่ 2 ผลการทดลองการจับยึดบนวงโคจรและการสร้างลูกโซ่
งานวิจัยนี้อิงจากการสะสมทางทฤษฎีและการวิจัยเชิงทดลองบนวงโคจรจำนวนมากโดยทีมวิจัยของ Optoelectronic Tracking Laboratory และได้รับการสนับสนุนจาก Key Deployment Program ของ Chinese Academy of Sciences และ National Natural Science Foundation of China